數(shù)形互助

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 八年級(jí) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第三十講 數(shù)形互助
數(shù)和形是數(shù)學(xué)研究的基本對(duì)象,是數(shù)學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的兩塊基石,在數(shù)學(xué)發(fā)展的過(guò)程中,數(shù)和形常常結(jié)合在一起,在方法上互相滲透,在內(nèi)容上互相聯(lián)系.
以數(shù)助形,即恰當(dāng)?shù)匾齾⒒蛟O(shè)元,把一些幾何量如角度的大小、線段的長(zhǎng)度等用字母或代數(shù)式表示,利用圖形的性質(zhì),尋找?guī)缀螆D形元素之間的關(guān)系,通過(guò)解方程、等式變形、等式運(yùn)算等代數(shù)方法解證幾何題.
用形輔數(shù),即把一個(gè)代數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖形,問(wèn)題中的條件與結(jié)論直觀地、整體地表示出來(lái),借助圖形的直觀性輔助解題,在代數(shù)的學(xué)習(xí)中,我們廣泛地使用了用形輔數(shù)的方法,如用數(shù)軸賦予抽象的代數(shù)概念以直觀的形象、乘法公式的幾何表示、解應(yīng)用題時(shí)常借助直線圖、圖表幫助分析等.
例題求解
【例1】 若a、b均為正數(shù),且 , , 是一個(gè)三角形的三
條邊的長(zhǎng),那么這個(gè)三角形的面積等于 . ( “希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
思路點(diǎn)撥 直接用三角形面積公式求面積較為復(fù)雜,利用 的幾何意義(表示直角邊分別為m,n的直角三角形斜邊長(zhǎng)),構(gòu)造圖形求面積.
注 古埃及,在長(zhǎng)期土地測(cè)量、劃分界限的過(guò)程中形成了最初的幾何學(xué).“Geometry(幾何)”一詞在希臘文中意為“測(cè)量”,我國(guó)宋元時(shí)期巳將某些幾何問(wèn)題代數(shù)化,把圖形之間的幾何關(guān)系,表示成代數(shù)式之間的代數(shù)關(guān)系.
17世紀(jì)笛卡爾的解析幾何引進(jìn)坐標(biāo),用“數(shù)”研究“形”,為18、19世紀(jì)數(shù)學(xué)的空前發(fā)展作了準(zhǔn)備.
【例2】 如圖,在△ABD中,C為AD上一點(diǎn),AB=CD=1,∠ABC=90°,∠CBD=30°,則AC=( )
A.1 B. C. D. (武漢市選拔賽試題)
思路點(diǎn)撥 過(guò)D作DE⊥AB交AB延長(zhǎng)線于E,設(shè)AC=x,BE=y,運(yùn)用平行線分線段成比例、直角三角形邊角關(guān)系、勾股定理等知識(shí)建立方程組,通過(guò)解方程組求AC的值.
【例3】 如圖,E、F分別是邊長(zhǎng)為4的正方形ABCD的邊BC、CD上的點(diǎn),CE=1,CF= ,直線FC交AB的延 長(zhǎng)線于G,過(guò)線段FG上的動(dòng)點(diǎn)H作HM⊥AG,HN⊥AD,垂足分別為M,N,設(shè)HM=x,矩形AMHN的面積為y.
(1)用x的代數(shù)式表示y;
(2)當(dāng)x為何值時(shí),矩形AMHN的面積最大,最大面積是多少?
(2001年南京市中考題)

思路點(diǎn)拔 對(duì)于(1)S矩形AMHN= HM×AM,AM=AB+BM,只需把BM用x的代數(shù)式表示即可,對(duì)于(2),把關(guān)于x的代數(shù)式通過(guò)配方變形可獲解.注意相似三角形基本圖形的運(yùn)用.
【例4】已知正數(shù) a、b、c和x、y、z滿足 ,求證: .
思路點(diǎn)撥 相等的量賦予它的幾何意義,易想到等邊三角形、正方形,從構(gòu)造邊長(zhǎng)為 的正方形入手.
注 對(duì)于一個(gè)幾何問(wèn)題,能否通過(guò)代數(shù)運(yùn)算解塊,關(guān)鍵在于幾何問(wèn)題中數(shù)量關(guān)系能否方便地表示成適應(yīng)代數(shù)適算的表達(dá)式:一個(gè)幾何問(wèn)題,能否通過(guò)列方程的手段解決,在于問(wèn)題本身是否存 在著構(gòu)成方程的等量關(guān)系,在尋找等量關(guān)系的過(guò)程中,常用到勾股定理、全等三角形、相似三角形等知識(shí)與方法.
美國(guó)數(shù)學(xué)家斯蒂思說(shuō):“如果一個(gè)特定的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖形,那么思維就整體地把握了問(wèn)題,并且能創(chuàng)造性地思考問(wèn)題的解法.”圖形能直觀、形象地表示數(shù)量關(guān)系,能幫助分析、理順復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系.用形輔數(shù)目前常見(jiàn)的方式是:
(1)利用等量構(gòu)造等邊三角形、正方形;
(2)利用根式的幾何意義構(gòu)造直角三角形、矩形.
【例5】 如圖,在矩形ABCD中,AB=12厘米,BC=6厘米.點(diǎn)P沿AB邊從點(diǎn)A開(kāi)始向點(diǎn)B以2厘米/秒的速度移動(dòng);點(diǎn)Q沿DA邊從點(diǎn)D開(kāi)始向點(diǎn)A以1厘米/秒的速度移
動(dòng).如果P、Q同時(shí)出發(fā),用t(秒)表示移動(dòng)的時(shí)間(0≤t≤6),那么:
(1)當(dāng)t為何值時(shí),△QAP為等腰直角三角形?
(2)求四邊形QAPC的面積,提出一個(gè)與計(jì)算結(jié)果有關(guān)的結(jié)論;
(3)當(dāng)t為何值時(shí),以點(diǎn)Q、A、P為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似? (2002年山西省中考題)

思路點(diǎn)撥 (1)把相關(guān)線段用t的代數(shù)式表示,利用勾股定理建立t的方程,(2)注意動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中某些量的不變性,從而提出相關(guān)問(wèn)題,(3)借助三角形相似的判定方法,探求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,其中蘊(yùn)含著分類(lèi)討論的思想方法.
學(xué)力訓(xùn)練
1.如圖是一塊在電腦屏幕上出現(xiàn)的矩形色塊圖,由6個(gè)顏色不同的正方形組成,設(shè)中間最小的一個(gè)正方形邊長(zhǎng)為1,則這個(gè)矩形色塊圖的面積為 .
2.用8塊相同的長(zhǎng)方形地磚拼成一個(gè)矩形,則每個(gè)長(zhǎng)方形地磚的面積是 .
(黑龍江省中考題)
3.如圖,在正方形網(wǎng)格上有6個(gè)斜三角形,①△ABC,②△BCD,③△BDE,④△BFG,⑤△FGH,⑥△EFK,其中②~⑥中,與三角形①相似的是( )
A.②③④ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③⑥
4.已知一個(gè)直角三角形 的兩直角邊上的中線長(zhǎng)分別為5和2 ,那么這個(gè)三角形的斜邊長(zhǎng)為( )
A.10 B.4 C. D.
5.如圖,以長(zhǎng)為2的定線段為邊作正方形ABCD,取AB的中點(diǎn)P,在BA的延長(zhǎng)線上取點(diǎn)F,使PF=PD,以AF為邊作正方形AMEF,點(diǎn)M在AD上.
(1)求AM,DM的長(zhǎng);
(2)求證:AM2=AD×DM.
6.如圖,△ABC是一塊銳角三角形余料,邊BC=120mm,高AD=80mm,要把它加工成一個(gè)矩形零件,使矩形的一邊在BC上,其余兩個(gè)頂點(diǎn)分別在AB、AC上,設(shè)該矩形的長(zhǎng)QM=ymm,寬MN=xmm.
(1)求證:y= ;
(2)當(dāng)x與y分別取 什么值時(shí),矩形P QMN的面積最大?最大面積是多少?
7.已知:如圖,正方形ABCD的周長(zhǎng)為4 a,四邊形EFGH的四個(gè)頂點(diǎn)F、F,G、H分別在AB、BC、CD、DA上滑動(dòng),在滑動(dòng)過(guò)程中,始終有EH∥BD∥FG,且EH=FG,那么四邊形EFGH的周長(zhǎng)是否可求?若能求出,它的周長(zhǎng)是多少?若不能求出,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(2003年新疆建設(shè)兵團(tuán)中考題)
8.如圖,在△ABC中,AC=2,BC=4,∠ACB=60°,將△ABC折疊,使點(diǎn)B和點(diǎn)C重合,折痕 為DE,則△AZC的面積是 .

9.如圖,梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,C為CD的中點(diǎn),BE=13,梯形ABCD的面積為120,那么AB+BC+DA= .
10.如圖,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,M、N是BC邊上的點(diǎn),BM=MN=NC,如果AM=4,AN=3,則MN= . (上海市高中理科實(shí)驗(yàn)班招生試題)
11.代數(shù)式 的最小值是 .
12.在方格紙中,每個(gè)小格的頂點(diǎn)叫做格點(diǎn).以格點(diǎn)連線為邊的三角形叫做格點(diǎn)三角形.請(qǐng)你在右圖所示的10×10的方格紙中,畫(huà)出兩個(gè)相似但不全等的格點(diǎn)三角形,并加以證明. 要求所畫(huà)三角形是鈍角三角形,并標(biāo)明相應(yīng)字母. (山西省中考題)

13.如圖,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AD=4,BC=10,AB=DC=5,P是BC邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線 過(guò)點(diǎn)P且平行于DC,交梯形另外一邊于E點(diǎn),設(shè)BP=x,梯形位于直線 左側(cè)的圖形的面積為S,分別求出當(dāng)點(diǎn)E位于BA、AD上時(shí),S與x之間的關(guān)系 式,并分別指出x的取值范圍. (威海市中考題)
14.如圖,已知正方形ABCD,直線AG分別交BD、CD于點(diǎn)E、F,交BC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)G,點(diǎn)H是線段FG上的點(diǎn),且HC⊥C E.
(1)求證:點(diǎn)H是GF的中點(diǎn);
(2)設(shè) (015.已知a、b、c均為非負(fù)實(shí)數(shù),求證: .
16.如圖,在△ABC中,∠C=90°,D,E是BC邊上的兩點(diǎn), 且∠ABC= ∠ADC= ∠AEC,已知BD=11,DE=5,求AC長(zhǎng). (北京市競(jìng)賽題)
17.如圖,在△AB C中,BE、CF是中線,且BE⊥CF,AC=b ,AB= c (c> b )
(1)求BC的長(zhǎng);
(2)若△ABC存在,討論 的取值范圍.

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chuer/54237.html

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